Nuestra existencia esta intrínsecamente relacionada con todo aquello que se encuentra a nuestro alrededor, y si alguien pudiera tener alguna duda de lo antes expresado solo tendría que detenerse a pensar un instante en el funcionamiento de nuestra propia entidad física, nuestro cuerpo, este depende de esenciales fenómenos como el movimiento, sin dicho fenómeno cualquier fluido que se encuentra en nuestro organismo no podría realizar su respectiva función, y esto lo podríamos extrapolar inclusive hacia nuestro muy complejo universo.

Si seguimos observando nuestro entorno, rápidamente notaríamos que esta acción (la de poder observar a nuestro alrededor) es posible debido a los rayos luminosos que llegan a nuestras retinas a través de nuestros sistemas ópticos naturales (ojos) desde cualquier fuente emisora de luz ubicada en determinados espacios-tiempos, en donde, se desarrolla nuestra existencia, por lo tanto, acompañando al fenómeno del movimiento tenemos que decir que se encuentra el también esencial fenómeno de la luz, y este último requiere de movilidad para desarrollarse.

Dos vitales fenómenos para la existencia de cualquier especie inmersa en el universo, dichos fenómenos (Movimiento y Luz) ayudan al desarrollo de otros, en donde, encontramos al fenómeno del sonido, este tipo de fenómeno nos permite captar vía auditiva cada señal emitida desde cualquier espacio de nuestro alrededor, así como la luz nos permite observar las imágenes presentes en el exterior de nosotros, el sonido nos permite escuchar el lenguaje sonoro de nuestra naturaleza o de las partículas componentes de cuerpos u objetos (artificiales) que puedan emitirlo.

Los fenómenos antes descritos nos han permitido además de nuestra existencia, nos han brindado la posibilidad de ir aprendiendo de cada uno de ellos a través de la poderosa herramienta diseñada por el hombre como lo es la ciencia, y como sabemos en este amplio campo de conocimientos nos encontramos a la física y a las matemáticas, en esta oportunidad a la acústica y a la geometría, por lo tanto, la acústica geométrica.

La acústica es considerada como la ciencia del sonido como fenómeno físico en toda su expansión, y la misma posee un enorme carácter multidisciplinario ya que sus interpretaciones se trasladan hacia cualquier área del conocimiento humano, de forma general podemos decir, que dicha ciencia se encarga del análisis de la generación, propagación como recepción de las ondas sonoras que se desarrollan en cualquier tipo de medios y que además al expandirse por un determinado medio elástico va desarrollando otros fenómenos como el de la reflexión, absorción, refracción, difracción, entre otros, a continuación observaran algunos ejemplos del fenómeno del sonido a través de imágenes gifs.

Para que el fenómeno del sonido se origine o genere debe existir algún tipo de vibración de determinadas partículas componentes de cuerpos u objetos, y dicha acción hace que se produzcan ondas sonoras las cuales viajaran o propagaran por un medio elástico como lo es el aire que nos circunda, hasta llegar a nuestros sistemas auditivos (oídos) y los mismos pueden captar la perturbación original que ocasiono tal fenómeno.

En anteriores artículos hemos hablado del sonido como ejemplo del movimiento ondulatorio, lógicamente como producto del movimiento vibratorio, y también en la generación de ondas de choque originadas por la velocidad supersónica alcanzada por un determinado móvil, como podemos observar dicho fenómeno es posible encontrarlo en distintas actividades relacionadas con la cotidianidad de la humanidad.

Pero a través de la acústica profundizaremos e iremos estructurando paso a paso de manera general importantes fundamentos o principios físicos adquiridos por el hombre a través de su loable historia, como la conceptualización del sonido y su notable influencia en nuestras vidas, partiendo desde el punto de vista de la acústica geométrica, y con ello analizaremos la propagación del sonido en forma de línea recta tal y como la óptica geometría lo hace con nuestra fracción espectral, la luz blanca o visible.

Al expandirse las ondas sonoras se conseguirán con cualquier tipo de obstáculos y estos logran que los mismos cambien de dirección y sentido, llevándose a cabo fenómenos ya nombrados como el de la reflexión, absorción, refracción, difracción, entre tantos otros más, nuestro propósito es ir abarcando el comportamiento del sonido a medida que este se propaga en línea recta en forma de rayos sonoros como nos indica la acústica geométrica.

La teoría geométrica implementada en la acústica ha permitido la simplificación conceptual del campo sonoro, y de esta manera podemos sustituir dicha definición de onda por el de rayo sonoro, este rayo en consecuencia seguirá la direccionalidad con la cual se propagan las ondas sonoras, y muy importante expresar, que el rayo sonoro se encuentra sujeto a los mismos principios de expansión o propagación del rayo luminoso el cual nos ha permitido la comprensión de la generación de cualquier tipo de imágenes que se encuentra en nuestro maravilloso entorno.

De acuerdo a Fermat, cualquier tipo de ondas (en este caso sonoras) se desplazan desde una determinada fuente emisora hacia un receptor siguiendo la trayectoria o camino más rápido y en consecuencia el más corto en cuanto a la velocidad de propagación constante o invariable, y al ser esta propagación totalmente libre de cualquier obstáculo dicha trayectoria representara el lugar geométrico de una línea recta, ya que de lo contrario algún material que obstaculice dicha propagación puede hacer que estos rayos se doblen o refracten.

En esta primera parte nos centraremos en conocer algunos aspectos conceptuales relacionados al fenómeno del sonido, también analizaremos algunas formas de generar un sonido, realizando además una pequeña pero importante práctica sobre lo antes descrito, todo esto con la finalidad de ir construyendo las bases fundamentales para la comprensión de la acústica geométrica y su conceptualización de rayo sonoro, y su impacto en aquellos fenómenos intrínsecos (reflexión, refracción, difracción) originados al momento de la propagación de cualquier rayo sonoro.

Acústica geométrica

En cuanto a la acústica geométrica, podemos profundizar diciendo que con la teoría geométrica hemos podido interpretar al fenómeno del sonido de la misma forma como si se tratase de un rayo luminoso, recordando que los rayos luminosos al salir de una determinada fuente lo hacen en todas la direcciones y así trataremos a las ondas sonoras o rayos sonoros, para visualizar de mejor manera la propagación de rayos luminosos y sonoros observaremos la siguiente figura 1.

Figura 1. Rayos luminosos y rayos sonoros

De acuerdo a la anterior figura 1, podemos ir visualizando como serán tratadas las ondas sonoras al momento de analizar una determinada fuente emisora de sonido que será escuchada por un receptor en cualquier tipo de escenario al aire libre, pero en especial en un recinto cerrado, con dicha aplicación geométrica es posible simular la llegada de algún sonido a un receptor, esto lo comenzaremos a desarrollar en la próxima entrega a través del fenómeno de la reflexión del sonido.

El sonido

Este esencial fenómeno para la humanidad guarda una estrecha y necesaria relación con el movimiento oscilatorio en especial, el vibratorio, debido a que el mismo se origina gracias a la vibración de partícula o partículas componentes de algún cuerpo u objeto que se encuentre en nuestro entorno, y llegan a nuestros sistemas naturales auditivos utilizando a las ondas sonoras (perturbación o alteración en un determinado medio), y estas a su vez implementan cualquier medio material elástico o flexible (como el aire) para poder realizar la acción antes descrita, para profundizar en la generación del fenómeno del sonido observaran una pequeña experiencia como se muestra en el siguiente vídeo.